Fortis3D推出有史以來最堅(jiān)固的玻璃纖維尼龍和PK 3D打印線材

2023年3月14日,，南極熊獲悉,，加拿大初創(chuàng)公司Fortis3D正在推出兩款針對(duì)工業(yè)應(yīng)用的新型3D打印聚合物材料,，它們分別是PA-GF20和PK-GF20。在推出新材料的同時(shí),，F(xiàn)ortis3D還對(duì)每種長(zhǎng)絲的材料特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,，以方便工程師根據(jù)材料優(yōu)勢(shì)尋找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。

基于聚合物工程背景,，F(xiàn)ortis3D的科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了增強(qiáng)型聚酰胺（PA,，或稱尼龍），以及聚酮（PK）3D打印長(zhǎng)絲,，這些長(zhǎng)絲比其他長(zhǎng)絲更堅(jiān)固,，而且玻璃纖維含量更低,。

Fortis3D的業(yè)務(wù)經(jīng)理WayneLam說："我們發(fā)現(xiàn)，市場(chǎng)上大多數(shù)纖維增強(qiáng)的長(zhǎng)絲可以生產(chǎn)出相對(duì)強(qiáng)大和堅(jiān)硬的部件,，但它們遠(yuǎn)不如用于傳統(tǒng)的注塑纖維增強(qiáng)樹脂強(qiáng)大,。我們還想讓更多的用戶能夠使用高強(qiáng)度的材料，而不僅僅是那些擁有昂貴工業(yè)機(jī)器的用戶,�,？紤]到這兩個(gè)目標(biāo)，我們開發(fā)了這兩種材料,，使其成為市場(chǎng)上最強(qiáng)的材料,，甚至允許使用中端打印機(jī)的用戶制造非常高強(qiáng)度的零件�,！�

△PA6GF吸濕圖,。圖片來自Fortis3D

PA-GF20和PK-GF20的特點(diǎn)

Fortis3D的PA-GF20和PK-GF20碎玻璃纖維增強(qiáng)材料是用于3D打印高性能功能部件。除了優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度外,，這兩種材料還具有耐化學(xué),、耐高溫、耐沖擊和耐磨損的特點(diǎn),，使它們?cè)趷毫拥沫h(huán)境中經(jīng)久耐用,。這些材料的應(yīng)用范圍從工業(yè)終端部件覆蓋到夾具。

行業(yè)中的大多數(shù)其他玻璃纖維增強(qiáng)長(zhǎng)絲使用非常短（100-300µm）的研磨玻璃纖維,，并將其納入各種樹脂,。盡管它們具有良好的強(qiáng)度和可打印性，但可能會(huì)很脆,。切碎的玻璃纖維較長(zhǎng)（3毫米）,，提供非常高的強(qiáng)度，同時(shí)保留了基礎(chǔ)塑料材料的更多韌性,，但在加入時(shí)更具挑戰(zhàn)性,。這兩種類型的纖維在復(fù)合過程中通常會(huì)分解得更多，導(dǎo)致最終產(chǎn)品中的纖維更短,，因此在加工時(shí)必須采取預(yù)防措施,，以盡量減少纖維的斷裂。

△使用PK-GF20的3D打印部件,。圖片來自Fortis3D

關(guān)于PA-GF20和PK-GF203D打印材料的技術(shù)數(shù)據(jù)

Fortis3D的研發(fā)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了纖維負(fù)載量和加工變量,，以產(chǎn)生該領(lǐng)域中 "最強(qiáng) "的纖維增強(qiáng)PA長(zhǎng)絲之一，其玻璃纖維負(fù)載較低,。減少的玻璃纖維負(fù)載增強(qiáng)了打印性能,、噴嘴磨損和表面光潔度。為了在調(diào)節(jié)后仍能達(dá)到78MPa的高抗拉強(qiáng)度，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還采用了一種化學(xué)耦合劑,，以加強(qiáng)玻璃纖維和聚合物基體之間的粘合力,。

與注塑成型相比，拉伸強(qiáng)度保持率超過90%,，比其他領(lǐng)先品牌的玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)尼龍材料更堅(jiān)韌,。與典型的PA6GF長(zhǎng)絲相比，采用與Fortis3D的SnapPrint PA類似的尼龍共聚物時(shí),，吸濕率降低了30%。與PA6GF長(zhǎng)絲相比,，即使將長(zhǎng)絲放置在環(huán)境條件下,，串線現(xiàn)象也會(huì)降到最低。

△按天數(shù)計(jì)算的水分保留的示意圖,。圖片來自Fortis3D

聚酮（PK）是丙烯,、乙烯和一氧化碳的三元共聚物，其特點(diǎn)與PA12相似,，但吸濕性較低,，耐化學(xué)性和耐沖擊性更高，摩擦和磨損也相應(yīng)減少,。它還能在吸濕后保持機(jī)械強(qiáng)度,，與尼龍不同。在環(huán)保方面,，聚酮生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳比尼龍生產(chǎn)少60%,。然而，由于PK打印中過度翹曲和對(duì)大多數(shù)床膠粘劑及材料缺乏粘附力,，因此單獨(dú)打印非常困難,。為了解決這個(gè)問題，F(xiàn)ortis3D的開發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種專有配方,，大大減少了翹曲,，只用PVA膠水就能符合大多數(shù)床面材料。添加了切碎的玻璃纖維以增強(qiáng)強(qiáng)度和剛度,，從而使這種材料可以與行業(yè)中其他碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍相媲美,，而沒有過度吸收水分的危險(xiǎn)。與典型的PA6GF長(zhǎng)絲相比,，吸濕性降低了約70%,，這意味著在一周的環(huán)境條件下，串聯(lián)是有限的,，零件強(qiáng)度不受影響,。

目前Fortis3D在售的長(zhǎng)絲系列產(chǎn)品包括SnapPrint PA、Lignum PLA、BioDuro Metallic PLA等,。Fortis3D表示,，其長(zhǎng)絲是由優(yōu)質(zhì)材料制成的，每一個(gè)線軸在發(fā)貨前都被限制在嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),。據(jù)Fortis3D稱,，該公司的生產(chǎn)設(shè)施通過了GMP認(rèn)證，并根據(jù)ISO 9001:2015標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了注冊(cè),，確保每批產(chǎn)品在直徑,、橢圓度和顏色方面具有"行業(yè)領(lǐng)先"的一致性。